Adının tellür kökeni. Tellür atom yapısı

Tellür(lat. Tellurium), Te, Mendeleev'in periyodik sisteminin ana alt grubunun VI grubunun kimyasal elementi; atom numarası 52, atom kütlesi 127.60, nadir eser elementleri ifade eder. Doğada kütle numaraları 120, 122-126, 128, 130 olan sekiz kararlı izotop halinde bulunur; bunların en yaygın olanları 128 Te (%31,79) ve 130 Te (%34,48)'dir. Yapay olarak elde edilen radyoaktif izotoplardan 127 Te (T ½ = 105 gün) ve 129 Te (T ½ = 33,5 gün) etiketli atomlar olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Tellurium, 1782 yılında F. Muller tarafından keşfedildi. Alman bilim adamı M. G. Klaproth bu keşfi doğruladı ve elemente "telluryum" adını verdi (Latince tellus'tan, cinsiyet telluris - Dünya'dan). Tellurium kimyasının ilk sistematik çalışmaları 19. yüzyılın 30'lu yıllarında I. Ya.

Tellurium'un doğadaki dağılımı. Tellür en nadir elementlerden biridir; ortalama içerik yer kabuğu(clark) kütlece ~%1·10 -7%. Tellür magma ve biyosfere dağılmıştır; Bazı sıcak yeraltı kaynaklarından S, Ag, Au, Pb ve diğer elementlerle birlikte birikir. Tellür açısından zenginleştirilmiş Au ve demir dışı metallerin hidrotermal yatakları bilinmektedir; Bu elementin yaklaşık 40 minerali onlarla ilişkilidir (en önemlileri altayit, tellurobismutit ve diğer doğal tellürlerdir). Tellurium'un pirit ve diğer sülfürlerdeki karakteristik bir karışımı. Tellür polimetalik cevherlerden elde edilir.

Tellür'ün fiziksel özellikleri. Tellurium gümüşi beyaz renkte olup metalik bir parlaklığa sahiptir, kırılgandır ve ısıtıldığında sünek hale gelir. Altıgen sistemde kristalleşir: a = 4.4570Å; c = 5,9290Å; 20 "C'de yoğunluk 6,25 g/cm3; erime noktası 450°C; kaynama noktası 990°C; 20°C'de özgül ısı 0,204 kJ/(kg K); 20°C'de termal iletkenlik 5,999 W/(m ·K) ); Doğrusal genleşmenin sıcaklık katsayısı 1,68·10 -5'tir (20 °С). Tellür diyamanyetiktir, 18 °С'de spesifik manyetik duyarlılık 0,31·10 -6 Brinell sertliği 184,3 Mn/m2'dir. Atom yarıçapı 1,7 Å, iyon yarıçapı: Te 2- 2,22 Å, Te 4+ 0,89 Å, Te 6+ 0,56 Å.

Tellür bir yarı iletkendir. Bant aralığı 0,34 eV'dir. Normal koşullar altında ve erime noktasına kadar saf Tellür, p tipi iletkenliğe sahiptir. Sıcaklık (-100 °C) - (-80 °C) aralığında azaldıkça bir geçiş meydana gelir: Telluryumun iletkenliği n-tipi olur. Bu geçişin sıcaklığı numunenin saflığına bağlıdır ve numune ne kadar safsa o kadar düşüktür.

Tellür'ün kimyasal özellikleri. Te atomunun dış elektron kabuğunun konfigürasyonu 5s 2 5p 4'tür. Bileşiklerde -2 oksidasyon durumlarını sergiler; +4; +6, daha az sıklıkla +2. Tellurium, kükürt ve selenyumun kimyasal bir analoğudur ve daha belirgindir. metalik özellikler. Tellurium, oksijenle birlikte oksit (II) TeO, oksit (IV) TeO 2 ve oksit (VI) TeO 3'ü oluşturur. TeO gaz fazında 1000 °C'nin üzerinde bulunur. TeO2, Te'nin havada yakılmasıyla elde edilir, amfoterik özelliklere sahiptir, suda çözünmesi zordur, ancak asidik ve alkali çözeltilerde kolayca çözünür. TeO 3 kararsızdır ve yalnızca tellürik asidin ayrışmasıyla elde edilebilir. Tellurium ısıtıldığında hidrojenle reaksiyona girerek hidrojen tellür H2Te'yi oluşturur - keskin, hoş olmayan bir kokuya sahip renksiz, zehirli bir gaz. Halojenlerle kolayca reaksiyona girer; TeX 2 ve TeX 4 tipi halojenürlerle karakterize edilir (burada X, Cl ve Br'dir); TeF4 ve TeF6 da elde edildi; Hepsi oldukça uçucudur ve suyla hidrolize olur. Tellür, metallerin yanı sıra ametallerle (S, P) doğrudan etkileşime girer; ne zaman tepki verir oda sıcaklığı konsantre nitrik ve sülfürik asitlerle, ikinci durumda TeOSO 4'e ısıtıldığında oksitlenen TeSO 3 oluşur. Nispeten zayıf Te asitleri bilinmektedir: hidrotelürik asit (suda H2Te çözeltisi), tellürik asit H2TeO3 ve tellürik asit H6TeO6; tuzları (sırasıyla tellüritler, tellüritler ve telluratlar) suda az miktarda veya tamamen çözünmez (tuzlar hariç) alkali metaller ve amonyum). Tellurium'un bazı organik türevleri bilinmektedir, örneğin RTeH, dialkil tellüridler R2Te - hoş olmayan bir kokuya sahip düşük kaynama noktalı sıvılar.

Tellür elde etmek. Tellür, bakır, kurşun ve çinko üretiminin ara ürünlerinden ve bazı altın cevherlerinden sülfit cevherlerinin işlenmesi sırasında bir yan ürün olarak çıkarılır. Tellür üretimi için ana hammadde kaynağı, Ag, Au, Se, Cu ve diğer elementlerin yanı sıra% 0,5 ila 2 Te içeren bakır elektroliz çamurudur. Çamur ilk önce Cu, Se'den arındırılır, asil metaller, Te, Pb, Sb ve diğer bileşenleri içeren kalıntı eritilerek altın ve gümüşten oluşan bir alaşım elde edilir. Bu durumda, Na2TeO3 formundaki tellür, içeriğinin% 20-35'e ulaştığı soda-tellür cürufuna geçer. Cüruf ezilir, öğütülür ve su ile süzülür. Tellür, katotta elektroliz yoluyla çözeltiden biriktirilir. Elde edilen tellür konsantresi, alüminyum tozu varlığında alkali ile işlenir ve tellür, tellür formunda çözeltiye aktarılır. Çözelti, ağır metal yabancı maddelerini yoğunlaştıran çözünmeyen kalıntıdan ayrılır ve hava ile üflenir. Bu durumda Tellür (%99 saf) element halinde biriktirilir. Artan saflıkta tellür, tellür işleminin tekrarlanmasıyla elde edilir. En saf Tellurium, kimyasal saflaştırma, damıtma ve bölge eritme yöntemlerinin bir kombinasyonu ile elde edilir.

Tellür uygulamaları. Tellür yarı iletken teknolojisinde kullanılır; alaşım katkı maddesi olarak - kurşun alaşımlarında, dökme demirde ve çelikte işlenebilirliklerini iyileştirmek ve mekanik özellikleri arttırmak için; Bi 2 Te 3 ve Sb 2 Te 3 termojeneratörlerde, CdTe ise güneş pillerinde ve yarı iletken lazer malzemeleri olarak kullanılır. Tellür ayrıca dökme demirin ağartılmasında, lateks karışımlarının vulkanize edilmesinde ve kahverengi ve kırmızı cam ve emaye üretiminde de kullanılır.

Vücuttaki tellür. Tellür bitki ve hayvanların dokularında sürekli olarak bulunur. Tellurium açısından zengin topraklarda yetişen bitkilerde konsantrasyonu %2.10-4 - 2.5·10 -3%'e, karasal hayvanlarda ise yaklaşık %2.10 -6'ya ulaşır. İnsanlarda yiyecek ve sudan günlük tellür alımı yaklaşık 0,6 mg'dır; vücuttan esas olarak idrarla (% 80'in üzerinde) ve dışkıyla atılır. Bitkiler için orta derecede toksik ve memeliler için yüksek derecede toksiktir (büyüme geriliğine, saç dökülmesine, felce vb. neden olur).

Eritme ve diğer üretim işlemleri sırasında tellürün mesleki zehirlenmesi mümkündür. Üşüme, baş ağrısı, halsizlik, hızlı nabız, iştahsızlık, ağızda metalik tat, solunan havanın sarımsak kokusu, mide bulantısı, dilde koyu renk, solunum yollarında tahriş, terleme, saç dökülmesi görülür.

Tellür
Atom numarası	52
Dış görünüş basit madde
Atomun özellikleri
Atom kütlesi (molar kütle)	127.6a. em (g/mol)
Atom yarıçapı	160:00
İyonlaşma enerjisi (ilk elektron)	869,0 (9,01) kJ/mol (eV)
Elektronik konfigürasyon	4d 10 5s 2 5p 4
Kimyasal özellikler
Kovalent yarıçap	136:00
İyon yarıçapı	(+6e) 56.211 (-2e) öğleden sonra
Elektronegatiflik (Pauling'e göre)	2,1
Elektrot potansiyeli	0
Oksidasyon durumları	+6, +4, +2
Basit bir maddenin termodinamik özellikleri
Yoğunluk	6,24 /cm³
Molar ısı kapasitesi	25,8 J/(mol)
Isı iletkenliği	14,3 W/(·)
Erime noktası	722,7
Erime Isısı	17,91 kJ/mol
Kaynama noktası	1 263
Buharlaşma ısısı	49,8 kJ/mol
Molar hacim	20,5 cm³/mol
Basit bir maddenin kristal kafesi
Kafes yapısı	altıgen
Kafes parametreleri	4,450
c/a oranı	1,330
Debye sıcaklığı	yok

Tellür—atom numarası 52 olan kimyasal element periyodik tablo ve atom kütlesi 127.60; Te (Tellür) sembolü ile gösterilen metaloid ailesine aittir.

Hikaye

İlk kez 1782 yılında Avusturya-Macaristan topraklarında maden müfettişi Franz Joseph Müller (daha sonra Baron von Reichenstein) tarafından Transilvanya'nın altın cevherlerinde keşfedildi. 1798 yılında Martin Heinrich Klaproth tellürü izole ederek en önemli özelliklerini belirledi.

İsmin kökeni

Latince'den bize söyle, genel durum telluris, Toprak.

Doğada olmak

Yerli tellür ayrıca selenyum ve kükürt ile birlikte oluşur (Japon tellürik kükürt %0,17 Te ve %0,06 Se içerir).

Önemli bir tellür kaynağı bakır ve kurşun cevherleridir.

Fiş

Ana kaynak, bakır ve kurşunun elektrolitik rafine edilmesinden kaynaklanan çamurdur. Çamur ateşlenir, tellür hidroklorik asitle yıkanan cürufta kalır. Tellür, elde edilen hidroklorik asit çözeltisinden kükürt dioksit S02'nin içinden geçirilmesiyle izole edilir.

Selenyum ve tellürü ayırmak için şunu ekleyin: sülfürik asit. Bu durumda tellür dioksit TeO2 düşer ve H2SeO3 çözelti içinde kalır.

Tellür TeO2 oksitten kömürle indirgenir.

Tellürü kükürt ve selenyumdan arındırmak için, alkali bir ortamda indirgeyici bir maddenin (Al) etkisi altında, çözünür disodyum ditelürid Na2 Te2'ye dönüşme yeteneği kullanılır:

6Te + 2Al + 8NaOH = 3Na 2 Te 2 + 2Na.

Tellürü çökeltmek için çözeltiden hava veya oksijen geçirilir:

2Na2Te2 + 2H20 + O2 = 4Te + 4NaOH.

Özel saflıkta tellür elde etmek için klorlanır

Te + 2Cl2 = TeCl4.

Elde edilen tetraklorür damıtma veya rektifikasyon yoluyla saflaştırılır. Tetraklorür daha sonra su ile hidrolize edilir:

TeCl4 + 2H20 = TeO2 + 4HCl,

ve elde edilen TeO2 hidrojen ile indirgenir:

TeO2 + 4H2 = Te + 2H20.

Fiyatlar

Tellür nadir bir elementtir ve küçük bir üretim hacmiyle önemli bir talep, yüksek fiyatını belirler (saflığa bağlı olarak kg başına yaklaşık 200-300 dolar), ancak buna rağmen uygulama alanları sürekli genişliyor.

Fiziko-kimyasal özellikler

Tellür, metalik parlaklığa sahip, kırılgan, gümüşi beyaz bir maddedir. İnce tabakalar halinde ışığa maruz kaldığında kırmızı-kahverengi, çiftler halinde altın sarısı renktedir.

Kimyasal olarak tellür kükürtten daha az aktiftir. Alkalilerde çözünür, nitrik ve sülfürik asitlerin etkisine karşı hassastır, ancak seyreltik hidroklorik asitte çok az çözünür. Tellür metali 100°C'de suyla reaksiyona girmeye başlar ve toz halindeyken oda sıcaklığında bile havada oksitlenerek Te0 2 oksit oluşturur.

Havada ısıtıldığında tellür yanar ve Te0 2'yi oluşturur. Bu güçlü bileşik tellürün kendisinden daha az uçucudur. Bu nedenle tellürün oksitlerden arındırılması için 500-600 °C'de hidrojen akıtılarak indirgenir.

Erimiş halde tellür oldukça inerttir, bu nedenle eritilirken kap malzemesi olarak grafit ve kuvars kullanılır.

Başvuru

Alaşımlar

Tellür, artan süneklik ve mukavemete sahip kurşun alaşımlarının üretiminde kullanılır (örneğin kablo üretiminde kullanılır). % 0,05 tellürün eklenmesiyle sülfürik asit etkisi altında çözünmeden kaynaklanan kurşun kaybı 10 kat azaltılır ve bu kurşun-asit akülerin üretiminde kullanılır. Tellür katkılı kurşunun plastik deformasyonla işlendiğinde yumuşamaması da önemlidir ve bu, soğuk kesme yöntemini kullanarak akü plakası akım toplayıcıları üretme teknolojisinin kullanılmasını mümkün kılar ve akünün servis ömrünü ve spesifik özelliklerini önemli ölçüde artırır. .

Termoelektrik malzemeler

Bizmut tellür tek kristal

Yarı iletken malzemelerin ve özellikle kurşun, bizmut, antimon ve sezyum tellürlerinin üretiminde de rolü büyüktür. Önümüzdeki yıllarda lantanit tellüritlerin, bunların alaşımlarının ve metal selenitli alaşımlarının üretimi, çok yüksek (%72-78'e kadar) verimliliğe sahip termoelektrik jeneratörlerin üretimi için çok önemli hale gelecek ve bunların endüstriyel olarak kullanılması mümkün olacaktır. enerji sektörü ve otomotiv endüstrisinde.

Örneğin, yakın zamanda manganez tellürde (500 μV/K) ve onun bizmut, antimon ve lantanit selenitleriyle kombinasyonunda çok yüksek bir termal emk keşfedildi; bu, termojeneratörlerde yalnızca çok yüksek verim elde etmeyi değil, aynı zamanda bunu zaten yarı iletken buzdolabının kriyojenik (sıvı nitrojenin sıcaklık seviyesi) sıcaklıklarına ve hatta daha düşük sıcaklıklara soğutma aşamasında bir aşamasında uygulayın. Yarı iletken buzdolaplarının üretimi için en iyi tellür bazlı malzeme son yıllar tellür alaşımı ortaya çıktı,

TANIM

Tellür- Periyodik Tablonun elli ikinci elemanı. Tanım - Latince "tellür" den Te. VIA grubu beşinci dönemde yer almaktadır. Metaloid ailesine aittir. Nükleer yük 52'dir.

Tellür nadir elementlerden biridir: yer kabuğundaki içeriği yalnızca %0,000001'dir (ağırlıkça).

Serbest formunda tellür, altıgen kafesli, gümüşi beyaz renkte (Şekil 1) metal benzeri kristal bir maddedir. Kırılgan, kolayca aşınarak toz haline gelir. Yarı iletken. Yoğunluk 6,25 g/cm3. Erime noktası 450 o C, kaynama noktası 990 o C.

Amorf bir durumda olduğu bilinmektedir.

Pirinç. 1. Tellür. Dış görünüş.

Tellürün atomik ve moleküler kütlesi

Bir maddenin bağıl moleküler kütlesi (Mr), belirli bir molekülün kütlesinin, bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden kaç kat daha büyük olduğunu gösteren bir sayıdır ve bir elementin bağıl atom kütlesi (Ar), ortalama atom kütlesinin kaç katı kimyasal element Bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden fazlası.

Serbest halde tellür tek atomlu Te molekülleri formunda mevcut olduğundan, atomik ve moleküler ağırlık kibrit. 127,60'a eşittirler.

Tellür izotopları

Doğada tellürün, ikisi radyoaktif olan (128 Te ve 130 Te): 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te ve 126 Te olmak üzere sekiz kararlı izotop formunda bulunabileceği bilinmektedir. Kütle numaraları sırasıyla 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 ve 130'dur. Tellür izotopu 120 Te'nin bir atomunun çekirdeği elli iki proton ve altmış sekiz nötron içerir ve geri kalan izotoplar ondan yalnızca nötron sayısında farklılık gösterir.

Kütle sayıları 105'ten 142'ye kadar olan yapay kararsız tellür izotoplarının yanı sıra çekirdeğin on sekiz izomerik durumu vardır.

Tellür iyonları

Tellür atomunun dış enerji seviyesinde değerlik olan altı elektron vardır:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 4 .

Sonuç olarak kimyasal etkileşim tellür değerlik elektronlarından vazgeçer, yani. onların donörüdür ve pozitif yüklü bir iyona dönüşür veya başka bir atomdan elektron kabul eder; onların alıcısıdır ve negatif yüklü bir iyona dönüşür:

Te 0 -2e → Te +;

Te 0 -4e → Te 4+;

Te 0 -6e → Te 6+;

Te 0 +2e → Te 2- .

Tellür molekülü ve atomu

Serbest durumda tellür, tek atomlu Te molekülleri formunda bulunur. Tellür atomunu ve molekülünü karakterize eden bazı özellikler şunlardır:

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

ÖRNEK 2

Egzersiz yapmak	Moleküler formülü TeO2 ise tellür dioksiti oluşturan elementlerin kütle fraksiyonlarını hesaplayın.
Çözüm	Herhangi bir molekülün bileşimindeki bir elementin kütle oranı aşağıdaki formülle belirlenir: ω (X) = n × Ar (X) / Bay (HX) × %100.

TANIM

Tellür Periyodik Tablonun ana (A) alt grubunun VI grubunun beşinci periyodunda yer alır.

Elementleri ifade eder P-aileler. Metaloid. Tanım - Te. Seri numarası- 52. Bağıl atom kütlesi - 127,60 amu.

Tellür atomunun elektronik yapısı

Bir tellür atomu, içinde 52 proton ve 76 nötron bulunan ve 52 elektronun beş yörüngede hareket ettiği pozitif yüklü bir çekirdekten (+52) oluşur.

Şekil 1. Bir tellür atomunun şematik yapısı.

Elektronların yörüngeler arasındaki dağılımı aşağıdaki gibidir:

52Te) 2) 8) 18) 18) 6;

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 6 4D 10 5S 2 5P 4 .

Tellür atomunun dış enerji seviyesi, değerlik elektronları olan 6 elektron içerir. Temel durumun enerji diyagramı aşağıdaki formu alır:

Bir tellür atomunun değerlik elektronları dört kuantum sayısıyla karakterize edilebilir: N(ana kuantum), ben(orbital), m l(manyetik) ve S(döndürmek):

Alt seviye

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

Cevap Kükürt Periyodik Tablo D.I'nin 16. elementidir. Mendeleev. Katyonlar oluştuğunda element proton donörü gibi davranır. toplam elektron sayısı azalır ve anyonlar oluştuğunda proton alıcısı yani. miktar artar.

Böylece S +6, S 0, S +4 ve S -2 parçacıkları için elektron kabuklarındaki toplam elektron sayısı sırasıyla 10, 16, 12 ve 18 olacaktır. O zaman tablo şöyle görünecek:

ÖRNEK 2

Cevap Katyonlar oluştuğunda element proton donörü gibi davranır. toplam elektron sayısı azalır ve anyonlar oluştuğunda proton alıcısı yani. miktar artar.

Böylece C +4, Al +3, F ve C 0 parçacıkları için elektron kabuklarındaki toplam elektron sayısı sırasıyla 2, 10, 10 ve 6'ya eşit olacaktır. O zaman tablo şöyle görünecek: